WO2012038199A2

WO2012038199A2 - Pumpe mit elektromotor

Info

Publication number: WO2012038199A2
Application number: PCT/EP2011/064804
Authority: WO
Inventors: Alexander Fuchs; Robert Pichler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2013-03-23
Also published as: DE102010041244A1; WO2012038199A3

Abstract

Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend ein Laufrad (18) mit Förderelementen (19), von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem Laufrad (18) vorhandenen Arbeitsraum, einen Elektromotor (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16), ein Gehäuse (8), wobei das Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet sind und vorzugsweise die Pumpe (5) in den Elektromotor (4) integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor (16) von dem Laufrad (18) gebildet ist, wobei der Stator (13) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle (31) umschlossen ist.

Description

Beschreibung

Titel

Pumpe mit Elektromotor

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Verfahren zur Herstellung eine Pumpe mit Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 1 und ein

Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Stand der Technik

Pumpen mit Elektromotor werden für die verschiedensten technischen

Anwendungen zum Fördern eines Fluides eingesetzt. Beispielsweise dienen Kraftstoffpumpen zum Fördern von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor. Der Elektromotor der Pumpe umfasst einen Stator sowie einen Rotor mit

Permanentmagneten.

Dabei ist der Elektromotor und die Pumpe innerhalb eines Gehäuses

angeordnet. Innerhalb des Gehäuses entsteht somit ein Raum, insbesondere ein Arbeitsraum, in dem sich das zu fördernde Fluid befindet. Außerhalb des Gehäuses können Stoffe angeordnet sein, zum Beispiel Flüssigkeiten, wie Salzwasser, deren Eindringen innerhalb des Gehäuses der Pumpe zu verhindern ist, weil diese beispielsweise Schäden an dem Stator durch Korrosion verursachen können. Auch Feststoffe, wie beispielsweise

Staubverschmutzungen oder kleinste Partikel, können bei einem Eindringen in dem von dem Gehäuse eingeschlossenen Innenraum sowohl am Elektromotor als auch an der Pumpe Schäden verursachen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Pumpe mit dem Elektromotor dauerhaft fluiddicht abzudichten, um einerseits ein Austreten des zu fördernden Fluides, zum Beispiel Kraftstoff nach außerhalb des Gehäuses zu verhindern und andererseits schädigende Stoffe oder Medien vor dem Eindringen in dem von dem Gehäuse

eingeschlossenen Innenraum mit der Pumpe und dem Elektromotor zu verhindern. Die DE 299 13 367 U1 zeigt eine Innenzahnradpumpe mit wenigstens einem innenverzahnten Hohlrad und einem damit kämmenden, außen verzahnten Laufrad, mit oder ohne Sichel, und mit einem elektrischen Antrieb, der dadurch gebildet ist, dass das Hohlrad das Innere eines Rotors eines bürstenlosen Elektromotors und dem Rotor benachbart ein Stator angeordnet ist, wobei der das Hohlrad enthaltende Rotor außenseitig von einem Lager oder einem

Gleitlager drehbar gehalten ist, wobei der Stator gegenüber dem Rotor und gegenüber dem Inneren der Pumpe dadurch abgeschirmt und abgedichtet ist, dass das zwischen Stator und Rotor befindliche Lager oder Gleitlager für Flüssigkeit undurchlässig und an seinen beiden Stirnseiten jeweils mit einem Abschlussdeckel dicht verbunden ist.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäße Pumpe mit Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend ein Laufrad mit Förderelementen, von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem Laufrad vorhandenen Arbeitsraum, einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, ein Gehäuse, wobei das Laufrad mit den Förderelementen und der

Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und vorzugsweise die Pumpe in den Elektromotor integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor von dem Laufrad gebildet ist, wobei der Stator wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle umschlossen ist.

Der Stator ist von der Dichthülle bzw. einer Kapselung umschlossen und dadurch ist der Stator, das heißt wenigstens eine Komponente des Stators, zum Beispiel eine weichmagnetischer Kern und/oder Wicklungen und/oder elektrische Kontaktelemente, von der Dichthülle umschlossen und dadurch ist wenigstens eine Komponente des Stators fluiddicht bezüglich der den Stator umgebenden

Fluiden abgedichtet. Dadurch kann zu dem Stator in vorteilhafter Weise nicht das zu fördernde Fluid, zum Beispiel Kraftstoff, vordringen und außerdem können an den Stator auch nicht schädigende Medien oder Stoffe, zum Beispiel Salzwasser, zu Komponenten des Stators vordringen, weil die wenigstens eine Komponente von der Dichthülle umschlossen und dadurch fluiddicht abgedichtet ist.

Pumpen mit Elektromotor werden insbesondere als auch Vorförderpumpen an einem Hochdruckeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors eingesetzt. Hierzu ist die elektrische Vorförderpumpe an einer Hochdruckpumpe angeordnet und die Hochdruckpumpe ist dabei wiederum an dem Verbrennungsmotor befestigt. Aufgrund dieser Befestigung der elektrischen Vorförderpumpe mittelbar an dem Verbrennungsmotor ist die elektrische Vorförderpumpe als Pumpe mit

Elektromotor hohen mechanischen Belastungen, insbesondere aufgrund von Vibrationen und thermischen Belastungen, ausgesetzt. Dies führt zu

Relativbewegungen zwischen Komponenten des Stators. Aufgrund der

Umhüllung bzw. Kapselung bzw. Dichthülle, welche den Stator umgibt, werden diese Komponenten des Stators mechanisch befestigt, sodass

Relativbewegungen zwischen den Komponenten des Stators im Wesentlichen ausgeschlossen werden können und dadurch ein daraus resultierender

Verschleiß des Stators verringert werden kann was die Lebensdauer der Pumpe mit dem Elektromotor wesentlich verlängert.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Dichthülle als eine Umspritzung oder Auf Schrumpfung ausgebildet und/oder die Dichthülle ist stoffschlüssig mit dem Stator verbunden. Die Dichthülle wird mittels Spritzgießen bei einer Umspritzung oder durch Aufschrumpfen, beispielsweise als ein Schrumpfschlauch oder ein Schrumpfgebilde, auf den Stator aufgebracht.

In einer ergänzenden Variante besteht die Dichthülle wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem, vorzugsweise thermoplastischen,

Kunststoff.

Zweckmäßig umfasst der Stator einen weichmagnetischen Kern, insbesondere ein Blechpaket, Wicklungen als Elektromagnete und vorzugsweise elektrische Kontaktelemente. In einer ergänzenden Ausführungsform sind in das Laufrad Permanentmagnete integriert, so dass der Rotor von dem Laufrad gebildet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Förderelemente Schaufeln oder Zähne eines Zahnrades.

In einer ergänzenden Variante ist die Pumpe eine Zahnradpumpe, insbesondere Innenzahnradpumpe.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung sind der weichmagnetische Kern und die Wicklungen als Elektromagnete vollständig von der Dichthülle umschlossen und die elektrischen Kontaktelemente sind teilweise von der Dichthülle umschlossen, so dass ein Teil der Kontaktelemente außerhalb der Dichthülle angeordnet ist.

In einer ergänzenden Ausführungsform sind der Stator, insbesondere der weichmagnetische Kern, die Wicklungen und teilweise die elektrischen

Kontaktelemente, fluiddicht von der Dichthülle eingeschlossen.

In einer ergänzenden Ausführungsform weist die Dichthülle wenigstens eine Funktionsgeometrie, z. B. eine Nut oder eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Dichtung oder einen Haltering für ein Gleitlager, auf und vorzugsweise weist die Nut und/oder die Ausnehmung einen größeren Abstand zu der Rotationsachse auf als die Wicklungen als Elektromagnete.

Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Pumpe, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Pumpe mit Elektromotor, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines Laufrades mit Förderelementen, zur Verfügung stellen eines Gehäuses, zur Verfügung stellen eines Elektromotors mit einem Stator und einem Rotor zum Antrieb der Pumpe, wobei das Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet wird, Montieren des Laufrades mit

Förderelementen und des Elektromotors innerhalb des Gehäuses zu der Pumpe mit Elektromotor, wobei der Stator von einer Dichthülle umschlossen wird.

In einer zusätzlichen Ausführungsform wird der Stator mit Spritzgießen oder Schrumpfen mit der Dichthülle umschlossen. Vorzugsweise wird die Dichthülle mit einem, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff hergestellt und/oder der Stator wird von der Dichthülle fluiddicht, insbesondere vollständig, umschlossen.

In einer ergänzenden Ausgestaltung werden ein weichmagnetische Kern und Wicklungen als Elektromagnete des Stators vollständig von der Dichthülle umschlossen und die elektrischen Kontaktelemente werden teilweise von der Dichthülle umschlossen.

Erfindungsgemäßes Hochdruck-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, eine elektrische Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die elektrische

Vorförderpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Pumpe ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung bildet das Laufrad den Rotor und/oder an oder in dem Laufrad sind die Permanentmagnete angeordnet oder integriert, d. h.

vorzugsweise ist die Pumpe in den Elektromotor integriert oder umgekehrt.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Pumpe in den Elektromotor oder umgekehrt integriert, vorzugsweise stellen die Pumpe und der Elektromotor untrennbare Baueinheiten dar.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor teilweise aus Blechplatten. Vorzugsweise sind die Blechplatten mit einer Isolierschicht umgegeben. Die Isolierung um die Blechplatten sowie die Ausbildung des übrigen Rotors aus Blechplatten hat die Aufgabe, dass im Rotor keine oder nur sehr geringe Wirbelströme auftreten.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor wenigstens teilweise, insbesondere vollständig aus Sinterstahl. In einer weiteren Variante umfasst die Pumpe mit Elektromotor eine

Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für das Fluid, die in den Arbeitsraum münden.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Pumpe eine Außenzahnradpumpe oder eine Kreiselpumpe oder eine Flügelzellenpumpe.

Zweckmäßig umfasst die Pumpe mit, vorzugsweise integriertem, Elektromotor eine, vorzugsweise elektronische, Steuerungseinheit zur Steuerung der

Bestromung der Elektromagnete.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Pumpe eine Strömungsmaschine.

Zweckmäßig besteht das Gehäuse der Vorförderpumpe und/oder das Gehäuse der Hochdruckpumpe und/oder das Innen- und/oder Außenzahnrad wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium.

Insbesondere ist die Förderleistung der elektrischen Vorförderpumpe steuerbar und/oder regelbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorförderpumpe ohne Gehäuse und eines Stators ohne Dichthülle,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Vorförderpumpe gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Stators mit Dichthülle in einem Schnitt in einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Stators mit Dichthülle in einem Schnitt in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle in einem

dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle in einem

vierten Ausführungsbeispiel und

Fig. 9 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges.

Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist eine Pumpenanordnung 1 eines Hochdruckeinspritzsystems 2 dargestellt. Eine elektrische Vorförderpumpe 3 fördert aus einem Kraftstofftank 41 durch eine Kraftstoff leitung 35 Kraftstoff. Anschließend wird der Kraftstoff von der elektrischen Vorförderpumpe 3 zu einer Hochdruckpumpe 7 gefördert. Die Hochdruckpumpe 7 ist von einem Verbrennungsmotor 39 mittels einer

Antriebswelle 44 angetrieben.

Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist einen Elektromotor 4 und eine Pumpe 5 auf (Fig. 2 und 3). Dabei ist der Elektromotor 4 der Pumpe 5 in die Pumpe 5 integriert und ferner ist die elektrische Vorförderpumpe 3 an der

Hochdruckpumpe 7 unmittelbar angeordnet. Die Hochdruckpumpe 7 fördert Kraftstoff unter Hochdruck, beispielsweise einem Druck von 1000, 3000 oder 4000 bar, durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 36 zu einem Hochdruck-Rail 42. Von dem Hochdruck-Rail 42 wird der Kraftstoff unter Hochdruck von einem Injektor 43 einem nicht dargestellten Verbrennungsraum des

Verbrennungsmotors 39 zugeführt. Der nicht für die Verbrennung benötigte Kraftstoff wird mittels einer Rücklaufkraftstoffleitung 37 wieder zu dem

Kraftstofftank 41 zurückgeführt. Die Portingöffnungen 28 (Fig. 2) der elektrischen Vorförderpumpe 3 sind ohne eine externe Verbindung mit der Hochdruckpumpe 7 verbunden. Die Anbauposition der elektrischen Vorförderpumpe 3 an der Hochdruckpumpe 7 ist dabei dahingehend gewählt, dass durch kurze

hydraulische Verbindungen der Kraftstoff von der Druckseite der Vorförderpumpe 3 zu der Saugseite der Hochdruckpumpe 7 geleitet werden kann. In der

Kraftstoffleitung 35 von dem Kraftstofftank 41 zu der elektrischen

Vorförderpumpe 3 ist ein Kraftstofffilter 38 eingebaut. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Kraftstoff leitung 35 vom Kraftstofftank 41 zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 kostengünstig ausgebildet werden, da sie keinem Überdruck standhalten muss. Der Elektromotor 4 (Fig. 2 und 3) der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird mit Drehstrom bzw. Wechselstrom betrieben und ist in der Leistung steuerbar und/oder regelbar. Der Drehstrom bzw. Wechselstrom für den Elektromotor 4 wird von einer nicht dargestellten Leistungselektronik aus einem Gleichspannungsnetz eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges 40 zur Verfügung gestellt. Die elektrische Vorförderpumpe 3 ist damit eine elektronisch kummutierte Vorförderpumpe 3.

Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist ein Gehäuse 8 mit einem Gehäusetopf 10 und einem Gehäusedeckel 9 auf (Fig. 3). Innerhalb des Gehäuses 8 der Vorförderpumpe 3 sind die Pumpe 5 als Innenzahnradpumpe 6 bzw.

Zahnradpumpe 26 und der Elektromotor 4 angeordnet. Der Gehäusetopf 10 ist mit einer Aussparung 57 versehen. Der Elektromotor 4 weist einen Stator 13 mit

Wicklungen 14 als Elektromagnete 15 und einen Weicheisenkern 45 als weichmagnetischen Kern 32 auf, der als ein Blechpaket 33 ausgebildet ist.

Innerhalb des Stators 13 ist die Pumpe 5 als Innenzahnradpumpe 6 mit einem Innenzahnrad 22 mit einem Innenzahnring 23 und ein Außenzahnrad 24 mit einem Außenzahnring 25 positioniert. Das Innen- und Außenzahnrad 22, 24 stellt damit ein Zahnrad 20 und ein Laufrad 18 dar und der Innen- und Außenzahnring 23, 25 weisen Zähne 21 als Förderelemente 19 auf. Zwischen dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24 bildet sich ein Arbeitsraum 47 aus. In das Außenzahnrad 24 sind Permanentmagnete 17 eingebaut, so dass das Außenzahnrad 24 auch einen Rotor 16 des Elektromotors 4 bildet. Der Elektromotor 4 ist damit in die

Pumpe 5 integriert bzw. umgekehrt. Die Elektromagnete 15 des Stators 13 werden abwechselnd bestromt, so dass aufgrund des sich an den

Elektromagneten 15 entstehenden Magnetfeldes der Rotor 16 bzw. das

Außenzahnrad 24 in eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 27 versetzt wird. Der Gehäusedeckel 9 dient als Lager 1 1 bzw. Axiallager 1 1 bzw. Gleitlager 1 1 für das Innen- bzw. Außenzahnrad 22, 24. Ferner sind in den Gehäusedeckel 9 eine Saug-Portingöffnung 29 und eine Druck-Portingöffnung 30, jeweils als

Portingöffnungen 28, eingearbeitet. Durch die Saug-Portingöffnung 29 strömt das zu fördernde Fluid, nämlich Kraftstoff, in die Vorförderpumpe 3 ein aus der

Druck-Portingöffnung 30 strömt der Kraftstoff wieder aus der Vorförderpumpe 3 aus. Außerdem weist der Gehäusetopf 9 und der Gehäusedeckel 10 jeweils drei Bohrungen 46 auf, in denen nicht dargestellte Schrauben zum

Zusammenschrauben des Gehäusetopfes 9 und des Gehäusedeckels 10 positioniert sind.

In Fig. 4 und 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Stators 3 dargestellt, welcher von einer Dichthülle 31 als Kapselung umschlossen ist. Die Dichthülle 31 stellt dabei eine Umspritzung 31 oder eine Aufspritzung 31 dar und ist mittels Spritzgießen in einem Spritzgusswerkzeug hergestellt und dabei mit dem Stator

13 stoffschlüssig verbunden. Dabei sind von der Dichthülle 31 als Komponenten des Stators 13 sowohl die Elektromagnete 15 als auch der Weicheisenkern 45 des Stators 13 von der Dichthülle 31 vollständig umschlossen. Das elektrische Kontaktelement 34 als weitere Komponente des Stators 13 umfasst das

Kontaktpin 48 und die Kontaktleitung 49. An dem Stator 13 sind dabei mehrere

Kontaktpins 48 mit zugeordneten Kontaktleitungen 49 vorhanden, sodass der Stator 13 damit auch mehrere elektrische Kontaktelemente 34 aufweist. In Fig. 5 ist nur ein elektrisches Kontaktelement 34 dargestellt. Mittels der elektrischen Kontaktelemente 34 werden die Wicklungen 14 des Stators 13 bestromt. Die Kontaktpins 48 sind dabei teilweise nicht von der Dichthülle 31 aus

thermoplastischem Kunststoff umschlossen, sodass an diesem, nicht von der Dichthülle 31 umschlossenen Teil der elektrischen Kontaktelemente 34 diese mit nicht dargestellten Gegenkontaktelementen in mechanische und elektrische Verbindung gebracht werden können zur Bestromung der Wicklungen 14 mit Wicklungsdrähten 56 des Stators 13. Die Dichthülle 31 weist dabei ferner einen

Steckkragen 55 auf. Der Steckkragen 55 (Fig. 4 und 5) ist dabei nach der Montage der elektrischen Vorförderpumpe 3 in der Aussparung 57 des

Gehäusestopfes 10 angeordnet (nicht dargestellt). Die Dichthülle 31 ist ferner mit Funktionsgeometrien 50 versehen. In dem in Fig. 4 und 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Stators 13 mit der Dichthülle 31 weist die Dichthülle 31 die zwei gegenüberliegenden Nuten 51 zur Aufnahme je eines Dichtrings 54 auf. Mittels der beiden vollständig umlaufenden Dichtringe 54 als Dichtungen 53 und den Nuten 51 kann der Dichthülle 31 bezüglich des Gehäusetopfes 10 und des Gehäusedeckels 9 fluiddicht abgedichtet werden. Die Dichtringe 54 verhindert somit einerseits ein Eindringen von schädigenden Medien in den von dem Gehäuse 8 eingeschlossenen Innenraum und andererseits kann das von der

Innenzahnradpumpe 6 geförderte Fluid, nämlich Kraftstoff, nicht nach außerhalb des Gehäuses 8 gelangen. Die Funktionsgeometrien 50, nämlich die Nuten 51 , weist dabei zu der Rotationsachse 27 einen größeren Abstand auf als die Wicklungen 14. Die Nuten 51 ist dabei dadurch an einem Außendurchmesser des Stators 13 bzw. der Dichthülle 31 angeordnet, sodass dadurch für die Nut 51 kein zusätzlicher radialer Bauraum zwischen den Wicklungen 14 und dem Außenzahnrad 24 benötigt wird. Die Dichthülle 31 ist zusätzlich mit dem

Haltering 52 als Funktionsgeometrie 50 versehen. Mittels des Halteringes 52 kann ein Gleitlager aus Metall zur mittelbaren Gleitlagerung des

Außenzahnrades 24 an der Dichthülle 31 befestigt werden.

Die elektrischen Kontaktelemente 34 sind aus Metall, zum Beispiel Kupfer, hergestellt und die Dichthülle 31 besteht aus thermoplastischem Kunststoff. Dabei weist das Metall der elektrischen Kontaktelemente 34 und der Kunststoff der Dichthülle 31 unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.

Dadurch kann es zu einer Mikroleckage entlang der Kontaktelemente 34 zwischen den elektrischen Kontaktelementen 34 und der Dichthülle 31 kommen. Eine derartige Mikroleckage entlang der elektrischen Kontaktelemente 34 hat jedoch keine Auswirkungen auf eine Abdichtung des Arbeitsraumes 47 mit dem zu fördernden Fluid und der Umgebung der elektrischen Vorförderpumpe 3, weil von der Dichthülle 31 die Wicklungen 14 und der Weicheisenkern 45 vollständig umschlossen und damit fluiddicht bezüglich des Arbeitsraumes 47 im Bereich des Innen- und Außenzahnrades 22, 24 abgedichtet ist. In Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Stators 13 mit der Dichthülle 31 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 beschrieben. Die Nut 51 als Funktionsgeometrie 50 ist nur an dem Steckkragen 55 vorhanden. Mit dem in der Nut 51 vorhandenen Dichtring 54 wird der Streckkragen 55 bezüglich des Gehäuses 8, d. h. dem Gehäusedeckel 9 und dem Gehäusetopf 10, an der

Aussparung 57 abgedichtet. Zusätzlich ist zwischen dem Gehäusedeckel 9 und dem Gehäusetopf 10 ein nicht dargestellter Dichtring 54 vorhanden, welcher die Abdichtung außerhalb des Steckkragens 55 und der Aussparung 57

gewährleistet.

In Fig. 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Stators 13 mit Dichthülle 31 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 beschrieben. In Fig. 7 ist in Ergänzung zu Fig. 5 auch der Gehäusedeckel 9 und der Gehäusetopf 10 abgebildet sowie das Innenzahnrad 22 und das Außenzahnrad 24. Das

Außenzahnrad 24 ist mittelbar an der Dichthülle 31 gelagert. An der Dichthülle 31 ist als Funktionsgeometrie 50 eine Ausnehmung 58 zur Aufnahme des

Dichtringes 54 vorhanden. Der Dichtring 54 ist dabei axial und radial bezüglich der Rotationsachse 27 mit dem Gehäuse 8 verpresst. Die axiale Verpressung erfolgt bezüglich des Gehäusedeckels 9 und die radiale Verpressung erfolgt bezüglich des Gehäusetopfes 10. Dabei dichtet der Dichtring 54 auch einen Zwischenraum zwischen dem Gehäusetopf 10 und dem Gehäusedeckel 9 ab, sodass mittels des Dichtringes 54 sowohl ein Eindringen von Medien in den von dem Gehäuse 8 eingeschlossenen Innenraum als auch ein Ausströmen des von der Pumpe 5 geförderten Fluides, nämlich Kraftstoff nach außerhalb des

Gehäuses 8 verhindert werden kann. Aufgrund der fluiddichten Abdichtung mit Hilfe der Dichthülle 31 als Kapselung der Wicklungen 14 und des

Weicheisenkerns 45 ist in dem in Fig. 7 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel nur der Dichtring 54 erforderlich, weil aufgrund der Kapselung der Wickelungen 14 und des Weicheisenkerns 45 das zu fördernde Fluid nicht zu diesen

Komponenten des Stators 13 eindringen kann.

In Fig. 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des Stators 13 mit der Dichthülle 31 abgebildet. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Dichthülle 31 ist mit zwei Funktionsgeometrien 50 versehen. Eine erste Funktionsgeometrie 50 ist als Nut

51 ausgebildet und die zweite Funktionsgeometrie 50 ist als Ausnehmung 58 ausgebildet. In der Nut 51 ist der Dichtring 54 und in der Ausnehmung 58 ist ebenfalls der Dichtring 54 angeordnet. Dabei ist der Dichtring 54 in der Nut 51 in axialer Richtung mit dem Gehäusedeckel 9 verpresst und der Dichtring 54 in der Ausnehmung 58 ist sowohl in axialer als auch in radialer Richtung mit dem

Gehäusetopf 10 verpresst. Außerdem ist in Fig. 8 der Dichtring 54 zwischen dem Gehäusedeckel 9 und dem Gehäusetopf 10 abgebildet. Die beiden Dichtringe 54 an der Dichthülle 31 , welche jeweils in der Nut 51 und der Ausnehmung 58 angeordnet sind, verhindern, dass das von der Pumpe 5 geförderte Fluid aus dem Gehäuse 8 ausströmen kann. Der optionale Dichtring 54 zwischen dem Gehäusetopf 10 und dem Gehäusedeckel 9 verhindert zusätzlich, dass außerhalb des Gehäuses 8 befindliche Medien oder Stoffe innerhalb des Gehäuses 8 bzw. von dem Gehäuse 8 eingeschlossenen Innenraum eindringen können.

Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Pumpe 5 mit Elektromotor 4 wesentliche Vorteile verbunden. Die Dichthülle 31 aus thermoplastischem Kunststoff wird mittels Spritzgießen hergestellt und dabei werden beim

Spritzgießen die Komponenten des Stators 13 mit umspritzt und damit die Dichthülle 31 stoffschlüssig mit diesen Komponenten des Stators 13 verbunden. Beim Spritzgießen der Dichthülle 31 können die Funktionsgeometrien 50 preiswert lediglich aufgrund der Geometrie des Spritzgießwerkzeugs mit hergestellt werden. Die Nut 51 und die Ausnehmung 58, jeweils zur Aufnahme eines Dichtrings 54, benötigt dabei in vorteilhafter Weise aufgrund der

Ausbildung an einem Außendurchmesser der Dichthülle 31 keinen zusätzlichen axialen wie radialen Bauraum.

Claims

Ansprüche

1 . Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), zum Fördern eines Fluides, umfassend

- ein Laufrad (18) mit Förderelementen (19), von dem um eine

Rotationsachse (27) eine Rotationsbewegung ausführbar ist,

- einen an dem Laufrad (18) vorhandenen Arbeitsraum (47),

- einen Elektromotor (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16),

- ein Gehäuse (8),

- wobei das Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der

Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet sind und

- vorzugsweise die Pumpe (5) in den Elektromotor (4) integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor (16) von dem Laufrad (18) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle (31 ) umschlossen ist.

2. Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) als eine Umspritzung (31 ) oder Aufschrumpfung (31 ) ausgebildet ist

und/oder

die Dichthülle (31 ) stoffschlüssig mit dem Stator (13) verbunden ist.

3. Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff besteht.

4. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) einen weichmagnetischen Kern (32), insbesondere ein Blechpaket (33), Wicklungen (14) als Elektromagnete (15) und vorzugsweise elektrische Kontaktelemente (34) umfasst.

5. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Laufrad (18) Permanentmagnete (17) integriert sind, so dass der Rotor (16) von dem Laufrad (18) gebildet ist.

6. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (19) Zähne (21 ) eines Zahnrades (20) sind.

7. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5) eine Zahnradpumpe (26), insbesondere

Innenzahnradpumpe (6), ist.

. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weichmagnetische Kern (32) und die Wicklungen (14) als

Elektromagnete (15) vollständig von der Dichthülle (31 ) umschlossen sind und die elektrischen Kontaktelemente (34) teilweise von der Dichthülle (31 ) umschlossen sind, so dass ein Teil der Kontaktelemente (34) außerhalb der Dichthülle (31 ) angeordnet ist.

. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13), insbesondere der weichmagnetische Kern (32), die Wicklungen (14) und teilweise die elektrischen Kontaktelemente (34), fluiddicht von der Dichthülle (31 ) eingeschlossen sind.

0. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) wenigstens eine Funktionsgeometrie (50), z. B. eine Nut (51 ) oder eine Ausnehmung (58) zur Aufnahme einer Dichtung (53) oder einen Haltering (52), aufweist

und vorzugsweise

die Nut (41 ) und/oder die Ausnehmung (58) einen größeren Abstand zu der Rotationsachse (27) aufweist als die Wicklungen (14) als

Elektromagnete (15).

1 . Verfahren zur Herstellung einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4),

insbesondere einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten:

- zur Verfügung stellen eines Laufrades (18) mit Förderelementen (19),

- zur Verfügung stellen eines Gehäuses (8),

- zur Verfügung stellen eines Elektromotors (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16) zum Antrieb der Pumpe (5),

- wobei das Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der

Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet wird,

- Montieren des Laufrades (18) mit Förderelementen (19) und des Elektromotors (4) innerhalb des Gehäuses (8) zu der Pumpe (5) mit Elektromotor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) von einer Dichthülle (31 ) umschlossen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) mit Spritzgießen oder Schrumpfen mit der Dichthülle (31 ) umschlossen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) mit einem, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff hergestellt wird

und/oder

der Stator (13) von der Dichthülle (31 ) fluiddicht, insbesondere

vollständig, umschlossen wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein weichmagnetische Kern (32) und Wicklungen (14) als Elektromagnete (15) des Stators (13) vollständig von der Dichthülle (31 ) umschlossen werden und die elektrischen Kontaktelemente (34) teilweise von der Dichthülle (31 ) umschlossen werden.

15. Hochdruckeinspritzsystem (2) für einen Verbrennungsmotor (39),

insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), umfassend

- eine Hochdruckpumpe (7),

- ein Hochdruck-Rail (42),

- eine elektrische Vorförderpumpe (3) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (41 ) zu der Hochdruckpumpe (7), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Vorförderpumpe (3) als eine Pumpe (5) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.